Устройство для управления широтно-импульсным преобразователем

(5 4 Н 02 М 7/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН е а уязь Й и УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) Г.И.Волович(56) Авторское свидетельство СССР В 851739, кл. Н 02 Р 13/16, 1980.Авторское свидетельство СССР В 826549, кл. Н 02 Р 13/16, 1979.Авторское свидетельство СССР У 639121, кл, Н 02 Р 13/16, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТ НО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения широтно-импульсных преобразователей, Целью изобретения является повышение устойчивости к .автоколебаниям и улучшение динамических характеристик широтно-импульсного пробразователя. Напряжение генератор5 опорного (пилообразного) напряжения сравнивается с разностью корректнрующего и управляющего напряженийкомпаратором 4. При превышении вто-.рой величины напряжение на выходекомпаратора равно нулю и блок 6 формирования импульсов обеспечивает закрытое состояние силового ключа. Если напряжение на выходе преобразователя возрастает, то уменьшается управляющее напряжение на выходе реглятора 2. Включением в обратную свкомпаратора 4 фильтра достигаетсяулучшение динамики преобразователяи повышение степени его устойчивости. 2 ил,62663 2ну Л 11 р и относительная длительностьимпульсов 1 ЦИМ уменьшается на величину У . Тем самым обеспечиваетсяавтоматическая стабилизация выход 5 ного напряжения ШИП,Для сглаживания пульсаций выходного напряжения на выходе ШИП обычновключают 1,С-фильтры. Эти фильтрывносят значительное запаздывание пофазе, вследствие чего динамические.характеристики преобразователя существенно ухудшаются и он может дажепотерять устойчивость.Для увеличения запасов устойчивости дискретных систем автоматического регулирования по фазе и повышения их быстродействия широко используются фазоопережающие непрерывныеи дискретные корректирующие устройства,Компаратор 4, охваченный отрицательной обратной связью в виде фильтра нижних частот, например интегрирующей КС-цепочки, представляет собой последовательное дискретное фа-,эоопережающее звено.Процессы в цепи 7 с учетом приращений переменных описываются разностным уравнениемЭО 12(2) Изобретение относится к электротекнике и может быть использованодля стабилизации выходного напряженйя тиристорных и транзисторных широтно-импульсных преобразователейпостоянного тока в постоянный.Цель изобретения - повышение ус -тойчнвости к автоколебаниям и улучшение динамических характеристик широтно-импульсного преобразователя.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие егоработу,Устройство для управления широтноимпульсным преобразователем 1, снабженным регулятором 2 и питающим нагрузку 3, содержит компаратор 4, кпервому входу которого подключенгенератор 5 опорного (например, пилообразного) напряжения. Выход компаратора 4 через блок б формированияимпульсов связан с силовым ключомпреобразователя 1 и через фильтр нижних частот, например, интегрирующуюКС-цепочку 7, со своим третьим иннертирующим входом, Управляющее напряжение 11 с выхода регулятора 2 поступа,ет на второй вход компаратора.На фиг. 2: 11,т - опорное напряжение, 11 - напряжение на выходе компаратора 4, Ор = 11, - Н - разностьнапряжения на выходе корректирующейКС-цепи 7 Б и напряжения управленияБ, поступающего с выхода регулятора2, )- относительная длительностьимпульсов ШИП.Устройство работает следующимобразом.Пилообразное опорное напряжение сравнивается по величине сразностью корректирующего и управляющего напряжений компаратором 4. Если Бп ( 11 - 11, то напряжение на выходе компаратораравно нулю и блок 6 формирования импульсов обеспечивает закрытое состояние силового ключа широтно-импульсного преобразователя (1 ЦИП)1. Когда Оо) Ц, - 11, Ь ) О исиловой ключ ШИП открыт. Если покакой-либо причине (например, приотключении части нагрузки 3) напряжение на выходе ШИП 1 Ц возрастает,то ошибка регулирования уменьшитсяи уменьшится управляющее напряжениена выходе регулятора 2. Разностноенапряжение Пр возрастает на неличиО Г(ь 1+лУ,)Т 1 ьО Г(1 ьУ 1 Т) = =О ГО,+О (ттГ)7 ехро(Т ь) Гетра(1-7 ъУ,)Т где Т - период следования импульсовШИП;О - амплитуда импульсов на выходе компаратора 4;а = - 1/КС,Линеаризуя уравнение (1), находим 45для приращений, что где Й = ехр аТ.Применяя к обеим частям уравненияЙ)(2) = к Йпу (ц - Йс/ (е)(4)5 где К - коэффициент пропорциональности, подставляя выражение для Ь Ь (2), найденное из (3), в уравнение (4), после преобразований. получаем10 ф, ) (Л) Е - с 1Н (2)ьП 7) 2 - с 1 + КЯ,У При выполнении условия Ц = д/К. Н (2) = КЕ 20 Если на выходе ШИП включен сглаживающий Г-образный 1,С-фильтр, то при пропорциональном регуляторе дискретная передаточная функция разомкнутого контура регулирования ШИП с коррекцией 25 3 1262 б3Учитывая, что из принципа действия системы управления ШИП следует бЗуравнение (5) принимает вид 7. = О, это означает, что система с ШИП имеет бесконечную степень устойчивости, и переходные процессы в ней при малых возмущениях заканчиваются не более, чем за 2 периода импульсов.Таким образом, включением в обратную связь компаратора фильтра (интегрирующей КС-цепочки) достигается существенное улучшение динамики ШИП и повышение степени его устойчивостиПовышение устойчивости к автоколебаниям широтно-импульсного преобразователя позволяет обеспечить низкий уровень пульсаций его выходного напряжения, повысить надежность его работы, т,е, улучшить его основные технические характеристики. Это, в свою очередь, повысит качество и надежность функционирования потребителей, питающихся от данного широтно- импульсного преобразователя. Формула изобретения(2 с(С 05 ОЗ и 35Е + Х(К - 2 с 1 созсс) Т) + с - с 1 К Устройство для управления широтно- импульсным преобразователем, содержащее компаратор, первый вход которого предназначен для подключения источника управляющего сигнала, а выход через блок формирования импульсов связан с силовым ключом преобразователя, и генератор опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости к автоколебаниям и улучшения динамических характеристик широтно-импульсного преобразователя, между выходом компаратора и его третьим входом включен фильтр низких частот,